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Intégration des données dans l'environnement PI System
Alexandre Bouffard, chercheur Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ)
18 juin 2013
Compteurs de nouvelle génération
2 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Aperçu
1. À propos d’Hydro-Québec et de l’IREQ
2. Réseau intelligent : contexte et vision stratégique
3. Données des compteurs de nouvelle génération
• Représentation selon un modèle CIM
• Importation dans l’environnement PI System de l’IREQ
• Visualisation et analyse
4. Conclusion
3 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
À propos d’Hydro-Québec
4 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
À propos de l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ)
> Plus grand centre de recherche d’une société d’électricité en Amérique du Nord
• 500 chercheurs, techniciens, ingénieurs, spécialistes
• 100 M$ annuellement sur 150 projets
• Plus de 1000 brevets
5 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Réseau intelligent Contexte et enjeux TI
Applications hétérogènes
Aide à la décision
Information unifiée
« Big Data »
Volume
Vélocité
Variété
Véracité
6 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Réseau intelligent Interopérabilité sémantique
GridWise® Interoperability Context-Setting Framework, 2008, GridWise Architecture Council.
Ontologie d’entreprise Technologies sémantiques
(RDF, SPARQL)
ESB XML
TCP/IP WiFi
SELECT ?m WHERE { ?m usagePoint ?u ?u customerAgreement ?c ?c serviceCat « Bi-énergie » }
MeterReading
UsagePoint
CustomerAgreement
Meter
7 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Réseau intelligent Vision stratégique
SDK sémantique
Bus patrimonial
Base de connaissances
avec raisonnement
Base de données relationnelle
« Mapping »
Application d’aide à
la décision
Bus cohérent sémantiquement
Application patrimoniale
Application patrimoniale
ODAS
OSIsoft PI System
Requêtes fédérées
Passerelle sémantique Ontologie
d’entreprise
SPARQL
Analytique
Exploration de données
Visualisation
Informatique décisionnelle
IEC CIM
8 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Environnement PI System à l’IREQ Importation et accès
Requêtes
sémantiques
fédérées
BD relationnelle
Extract
Transform
Load
(ETL)
Donnéestemporelles
Fichier
Système d’entreprise
Base de connaissances (RDF/OWL)
Modèles
OSIsoft PI Data Archive BD Oracle
OSIsoft PI AF
Importation
Accès
CIM
ERPHQ
Données
relationnelles
9 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Environnement PI System à l’IREQ Infrastructure
BD Oracle Dev
BD Oracle Prod
Serveur ESB
VM PI PROD
VM PI DEV
VM Collecteur
SAN CE3i 32TB
CE3i Intégration : Développement
CE3i Intégration : ProductionRéseau IREQ/HQ
BD Oracle Sem Graph
VM ProjetsVM Projets
SAN Scientifique
IREQ
Importation
Accès
10 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Données des compteurs de nouvelle génération
> Objectif – offrir l’accès aux projets IREQ
• Détection de subtilisation
• Analyse des réseaux moyenne et basse tension
• Validation des modèles du réseau
> Portée
• 5000 compteurs à Boucherville – 2 ans de données aux 5/15 min
> Effort requis (1 personne de sept. 2012 à fév. 2013)
• 2 mois pour comprendre le modèle du MDMS et le rendre exportable
• 1 mois pour le convertir vers une représentation CIM
• 2 mois pour préparer et importer les données
11 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Repopulation des données ETL
Représentation CIM
Données des compteurs de nouvelle génération Processus d’importation
PI Data Archive
Mapping (D2R)
Opérations
Instance CIM
(RDF)
PI AF
Schéma CIM
(OWL)
MDMS
BD Oracle
Cassandra (NoSQL)
AF SDK (Éléments)
AF SDK (Gabarits)
Topologie
Modèle MDMS
Données compteurs
PI SDK
12 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Représentation selon un modèle CIM Correspondance MDMS vers CIM
13 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Représentation selon un modèle CIM PI AF – Element Templates
• Les classes, attributs et relations du CIM v15 sont tous chargés automatiquement
• 1261 Element Templates • Importateur RDF-AF générique
développé à l’IREQ
14 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Importateur RDF-AF générique?
PI AF RDF
SPARQL Importateur
RDF-AF
15 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Importateur RDF-AF générique!
16 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Représentation selon un modèle CIM PI AF – Elements
17 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Repopulation des données ETL
Données des compteurs de nouvelle génération Processus d’importation
PI Data Archive
Mapping (D2R)
Opérations
Instance CIM
(RDF)
PI AF
Schéma CIM
(OWL)
MDMS
BD Oracle
Cassandra (NoSQL)
AF SDK (Éléments)
AF SDK (Gabarits)
Topologie
Modèle MDMS
Données compteurs
PI SDK
18 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Importation dans l’environnement PI System Traitement ETL
Registres (quotidiens)
Profils (5/15 min)
19 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Importation dans l’environnement PI System Repopulation de données
PI Server IREQ
PI Server TransÉnergie
Cassandra (NoSQL)
BD Oracle
Fich.
1B valeurs : - Surveillance d’équipements
100B valeurs : - Compteurs - SCADA - Estimateur d’état
- Sources de données hétérogènes - Pas en temps réel - 200 000 points PI System, augmentera jusqu’à 1 000 000+ - Cassandra pour accélérer la repopulation
PI to PI PI SDK
ETL
20 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Importation dans l’environnement PI System Repopulation de données
Tag1 V1 Tag1 V2 Tag1 V3
Tag2 V1 Tag2 V2 Tag2 V3
Tag3 V1 Tag3 V2 Tag3 V3
Tag4 V1 Tag4 V2 Tag4 V3
Tag5 V1 Tag5 V2 Tag5 V3
Tag6 V1 Tag6 V2 Tag6 V3
Tag7 V1 Tag7 V2 Tag7 V3
Tag8 V1 Tag8 V2 Tag8 V3
Tag9 V1 Tag9 V2 Tag9 V3
Tag10 V1 Tag10 V2 Tag10 V3
insert 1 insert 2 insert 3
insert 1 Tag1 V1 V2 V3
insert 2 Tag2 V1 V2 V3
insert 3 Tag3 V1 V2 V3
insert 4 Tag4 V1 V2 V3
insert 5 Tag5 V1 V2 V3
insert 6 Tag6 V1 V2 V3
insert 7 Tag7 V1 V2 V3
insert 8 Tag8 V1 V2 V3
insert 9 Tag9 V1 V2 V3
insert 10 Tag10 V1 V2 V3
ETL
Cassandra (NoSQL)
PI Data Archive
Lent
Rapide
Repopulation jusqu’à
50x plus rapide tout en permettant
la compression
21 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Visualisation et analyse PI AF et PI ProcessBook
22 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Visualisation et analyse PI AF et PI ProcessBook (TransÉnergie)
23 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Visualisation et analyse PI Coresight
Web Mobilité
24 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Visualisation et analyse Microsoft PowerPivot - Démonstration
> Objectif
• Analyser l’utilisation des transformateurs
> Données
• Consommation horaire par transformateur
> Période
• 20 au 26 janvier 2013 (pointe historique de consommation)
25 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
26 Groupe − Technologie, Hydro-Québec
Conclusion
> Travaux futurs
• Élargir la portée au-delà des 5000 compteurs actuels
• Intégrer davantage PI System au niveau sémantique – Exemple : requêtes SPARQL sur une base PI AF
• Analytique – OSIsoft Asset Based Analytics (projet Abacus)
– Microsoft SQL Server Analysis Services (SSAS)
> Points importants à retenir
• Le PI System est performant, robuste et sécuritaire
• Interopérabilité sémantique offre des avantages significatifs
Des questions?
Pour en savoir plus :
Mathieu Viau et Alexandre Bouffard {viau.mathieu, bouffard.alexandre}
@ireq.ca
http://www.hydroquebec.com/innovation/ http://www.hydroquebec.com/residentiel/